JP2021086370A - Inversion error measuring method of machine tool - Google Patents

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Abstract

To make it possible to easily measure an inversion error of a feed shaft without using an expensive and special measuring instrument and even a machine operator who does not have a skill of operating the measuring instrument.SOLUTION: An inversion error measuring method for a machine tool executes: a first measurement step (S4) in which a touch probe is attached to a spindle (S1), a reference device is installed in a machine tool (S2) to determine the spindle (S3), and the touch probe is moved from a predetermined approach direction to the reference device to bring the touch probe into contact with the reference device, and a position of a position detector at the time of this contact is acquired; a second measurement step (S6) in which an angle of the spindle is calculated at an angle of 180 degrees with respect to an indexing angle of the spindle in the first measurement step (S5), the touch probe is moved from a direction opposite to the approach direction of the first measurement step to bring the touch probe into contact with the reference device, and a position of the position detector at the time of this contact is acquired; and an inversion error identification step (S8) in which the first measurement step and the second measurement step are performed a plurality of times to identify an inversion error of a straight axis from the acquired plurality of detection positions.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、工作機械において送り軸の反転誤差を計測する方法に関する。 The present invention relates to a method of measuring a reversal error of a feed shaft in a machine tool.

工作機械の運動誤差は、加工される工作物に転写され、工作物の寸法誤差や形状誤差となる。この運動誤差の要因の一つとして、送り軸の反転誤差(ロストモーション)がある。反転誤差は、送り軸機構にあるバックラッシュなどのガタ要素や、送り方向に依存する姿勢誤差に起因した誤差であり、一方向に移動させた際の位置を基準としてその反対方向に送り軸を移動させた際に、送り軸の位置検出の基準位置に対して実際の位置が遅れて動作する運動誤差である。反転誤差は、送り機構の部品の摩耗により経時的に増大することがあり、送り軸が反転した箇所で段差として工作物に転写されることで問題となることが多い。反転誤差の対策として、メカ的な調整や補正制御により低減させる方法があるが、いずれにしても反転誤差の大きさを把握する必要がある。
従来の反転誤差の計測方法として、特許文献1のようなボールバー測定器を用いる方法がある。ボールバーは2球間の距離を測定できる測定器であり、各球を、磁石を内蔵した球面座を介して工作機械に取り付けて2つの球が相対的に円運動するように工作機械を制御し、測定された2球間距離の誤差軌跡から工作機械の運動誤差を診断できる測定器である。このボールバー測定では、反転誤差は、送り軸の反転位置にあたる誤差軌跡に段差として観測され、その段差の大きさから反転誤差の大きさを計測することができる。
他の計測方法として、非特許文献1のようなレーザ測長器を用いる方法もある。送り軸をプラス方向とマイナス方向とに動作させて、それぞれレーザ測長器により位置決め精度を測定すると、反転誤差が存在する場合、各方向の測定値はオフセットして観測される。このオフセット量から反転誤差の大きさを計測することができる。
The motion error of the machine tool is transferred to the workpiece to be machined, and becomes a dimensional error or a shape error of the workpiece. One of the factors of this motion error is the inversion error (lost motion) of the feed axis. The inversion error is an error caused by a backlash element such as backlash in the feed shaft mechanism and a posture error depending on the feed direction, and the feed shaft is moved in the opposite direction with reference to the position when it is moved in one direction. This is a motion error in which the actual position is delayed with respect to the reference position for detecting the position of the feed shaft when it is moved. The reversal error may increase over time due to wear of the parts of the feed mechanism, and is often a problem because it is transferred to the workpiece as a step at the point where the feed shaft is reversed. As a countermeasure for the inversion error, there is a method of reducing it by mechanical adjustment or correction control, but in any case, it is necessary to grasp the magnitude of the inversion error.
As a conventional method for measuring the inversion error, there is a method using a ball bar measuring device as in Patent Document 1. The ball bar is a measuring instrument that can measure the distance between two balls, and each ball is attached to the machine tool via a spherical seat with a built-in magnet, and the machine tool is controlled so that the two balls move relatively in a circle. It is a measuring instrument that can diagnose the motion error of a machine tool from the measured error trajectory of the distance between two balls. In this ball bar measurement, the inversion error is observed as a step in the error locus corresponding to the inversion position of the feed shaft, and the magnitude of the inversion error can be measured from the magnitude of the step.
As another measurement method, there is also a method using a laser length measuring device as in Non-Patent Document 1. When the feed axis is operated in the plus direction and the minus direction and the positioning accuracy is measured by the laser length measuring device, the measured value in each direction is observed at an offset if there is an inversion error. The magnitude of the inversion error can be measured from this offset amount.

特開昭61−209857号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-209857

JIS B6190-2:2016 (ISO230-2:2014) JIS規格「工作機械試験方法通則 第2部:数値制御による位置決め精度試験」レーザ測長器などを用いた位置決め精度測定の規格JIS B6190-2: 2016 (ISO230-2: 2014) JIS standard "Machine tool test method general rules Part 2: Positioning accuracy test by numerical control" Standard for positioning accuracy measurement using a laser length measuring device, etc.

特許文献1や非特許文献1の方法では、ボールバーやレーザ測長器のような特殊な測定器を用いる必要がある。このような測定器は高価であり、その取扱いには一定のスキルが必要となり、誰でも扱えない。このため、送り軸の反転誤差を簡単に測定することができないという課題がある。 In the methods of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, it is necessary to use a special measuring instrument such as a ball bar or a laser length measuring instrument. Such measuring instruments are expensive, require certain skills to handle, and cannot be handled by anyone. Therefore, there is a problem that the inversion error of the feed shaft cannot be easily measured.

そこで、本発明は、高価で特殊な測定器を用いることなく、且つ測定器操作のスキルがない機械操作者であっても、送り軸の反転誤差を簡単に測定することができる工作機械の反転誤差計測方法を提供することを目的としたものである。 Therefore, according to the present invention, the reversal of a machine tool can easily measure the reversal error of the feed shaft without using an expensive and special measuring instrument and even a machine operator who does not have the skill of operating the measuring instrument. The purpose is to provide an error measurement method.

上記目的を達成するために、請求項1に記載の第1の発明は、工具を装着して回転可能な主軸と、3つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第1計測ステップと、
前記第1計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して180°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第1計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第2計測ステップと、
前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップをアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、を実行することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、上記構成において、前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第1計測ステップでの検出位置と、前記第2計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、上記構成において、前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップを少なくとも3つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも2つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、上記構成において、前記基準器が円もしくは球形状であることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項5に記載の第2の発明は、工具を装着して回転可能な主軸と、3つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記検出器の位置を取得する第1計測ステップと、
前記第1計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して180°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第1計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第2計測ステップと、
前記第1計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢とは異なる姿勢に前記タッチプローブを傾斜させ、前記第1計測ステップにおいて前記基準器に対して接触した前記タッチプローブの点が所定のアプローチ方向になるように前記主軸の角度を割り出し、当該アプローチ方向から前記タッチプローブを移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第3計測ステップと、
前記第3計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢のまま、前記第3計測ステップの前記主軸の割出角度に対して180°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第3計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から前記タッチプローブを前記基準器に接触させて、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第4計測ステップと、
前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップと、前記第3計測ステップ及び前記第4計測ステップとをそれぞれアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、を実行することを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、上記構成において、前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第1計測ステップでの検出位置と、前記第2計測ステップでの検出位置と、前記第3計測ステップでの検出位置と、前記第4計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、上記構成において、前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップを少なくとも3つの方向に対して行い、前記第3計測ステップ及び前記第4計測ステップを少なくとも2つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも3つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、上記構成において、前記基準器が球形状であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention according to claim 1 is a position detection for detecting the positions of a spindle that can be rotated by mounting a tool, three or more straight shafts, and each of the straight shafts. An error measuring method for identifying a reversal error of the straight axis in a machine tool having a vessel.
The touch probe mounted on the spindle is moved from a predetermined approach direction to the reference device installed in the machine tool and brought into contact with the reference device to acquire the position of the position detector at the time of contact. The first measurement step and
The angle of the spindle is determined at an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle in the first measurement step, and the touch probe is moved from the direction opposite to the approach direction of the first measurement step. The second measurement step of contacting the reference device and acquiring the position of the position detector at the time of contact, and
The first measurement step and the second measurement step are performed a plurality of times by changing the approach direction, and the reversal error identification step for identifying the reversal error of the straight axis is executed from the obtained plurality of detection positions. It is a feature.
According to the second aspect of the present invention, in the above configuration, in the inversion error identification step, the detection position in the first measurement step obtained for each approach direction, the detection position in the second measurement step, and the detection position in the second measurement step. It is characterized in that the width between the detection positions in each approach direction is calculated by using the vector of the approach direction, and the inversion error is obtained based on the calculated width in each approach direction.
The invention according to claim 3 relates to at least two straight axes from a plurality of detection positions obtained by performing the first measurement step and the second measurement step in at least three directions in the above configuration. It is characterized by identifying the inversion error.
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the above configuration, the reference device has a circular or spherical shape.
In order to achieve the above object, the second invention according to claim 5 is a position detection for detecting the positions of a spindle that can be rotated by mounting a tool, three or more straight shafts, and each of the straight shafts. A reversal error measuring method for identifying the reversal error of the straight axis in a machine tool having a vessel.
A touch probe mounted on the spindle is moved from a predetermined approach direction to a reference device installed in the machine tool and brought into contact with the reference device to acquire the position of the detector at the time of contact. 1 measurement step and
The angle of the spindle is determined at an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle in the first measurement step, and the touch probe is moved from the direction opposite to the approach direction of the first measurement step. The second measurement step of contacting the reference device and acquiring the position of the position detector at the time of contact, and
The touch probe is tilted to a posture different from the posture of the touch probe in the first measurement step so that the point of the touch probe in contact with the reference device in the first measurement step is in a predetermined approach direction. The third measurement step of determining the angle of the spindle, moving the touch probe from the approach direction to bring it into contact with the reference device, and acquiring the position of the position detector at the time of contact.
With the posture of the touch probe in the third measurement step, the angle of the spindle is calculated at an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle in the third measurement step, and the angle of the spindle is determined in the approach direction of the third measurement step. In the fourth measurement step, the touch probe is brought into contact with the reference device from the opposite direction to acquire the position of the position detector at the time of contact.
The first measurement step and the second measurement step, and the third measurement step and the fourth measurement step are performed a plurality of times with different approach directions, and the straight axis is reversed from the obtained plurality of detection positions. It is characterized by performing an inversion error identification step to identify the error.
According to the sixth aspect of the present invention, in the above configuration, in the inversion error identification step, the detection position in the first measurement step obtained for each approach direction, the detection position in the second measurement step, and the detection position in the second measurement step. The width between the detection positions in each approach direction was calculated and calculated using the detection position in the third measurement step, the detection position in the fourth measurement step, and the vector in the approach direction. It is characterized in that the inversion error is obtained based on the width in each approach direction.
In the invention according to claim 7, in the above configuration, the first measurement step and the second measurement step are performed in at least three directions, and the third measurement step and the fourth measurement step are performed in at least two directions. It is characterized in that at least three inversion errors of the straight axis are identified from a plurality of detection positions obtained by performing the above.
The invention according to claim 8 is characterized in that, in the above configuration, the reference device has a spherical shape.

本発明によれば、高価で特殊な測定器を用いることなく、比較的安価であり、工作物や治具の機上計測のために多くの工作機械に装備されているタッチプローブと、基準球やリングゲージなどの基準器とを用いて、送り軸の反転誤差を計測することができる。また、基準器を設置するなどの簡単な作業だけで、半自動で計測を実行できるため、測定器操作のスキルがない機械操作者でも反転誤差を簡単に計測することができる。 According to the present invention, a touch probe and a reference ball, which are relatively inexpensive and are equipped in many machine tools for on-machine measurement of workpieces and jigs without using expensive and special measuring instruments. The inversion error of the feed axis can be measured by using a reference device such as a ring gauge or a ring gauge. In addition, since the measurement can be performed semi-automatically only by a simple operation such as installing a reference device, even a machine operator who does not have the skill of operating the measuring device can easily measure the inversion error.

3軸立形マシンニングセンタの模式図である。It is a schematic diagram of a 3-axis vertical machining center. 第1の発明の工作機械の反転誤差計測方法のフローチャートである。It is a flowchart of the reversal error measurement method of the machine tool of 1st invention. 本発明で用いるタッチプローブと基準球との一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the touch probe and the reference sphere used in this invention. 本発明の反転誤差計測方法におけるタッチプローブ計測の模式図である。It is a schematic diagram of the touch probe measurement in the reversal error measurement method of this invention. 反転誤差がない場合のタッチプローブ計測の模式図である。It is a schematic diagram of the touch probe measurement when there is no inversion error. 反転誤差がある場合のタッチプローブ計測の模式図である。It is a schematic diagram of the touch probe measurement when there is an inversion error. 第2の発明の工作機械の反転誤差計測方法のフローチャートである。It is a flowchart of the inversion error measurement method of the machine tool of the 2nd invention. 本発明の反転誤差計測方法におけるタッチプローブ計測の模式図である。It is a schematic diagram of the touch probe measurement in the reversal error measurement method of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、工作機械の一例としての3軸立形マシニングセンタの模式図である。
主軸頭2は、直進軸であり互いに直交するX軸、Z軸によって並進2自由度の運動が可能である。テーブル3は、直進軸でありX・Z軸に直交するY軸により並進1自由度の運動が可能である。したがって、テーブル3に対して主軸頭2は並進3自由度を有する。各軸には、図示しない位置検出器が備わっており、各軸は、各位置検出器の検出値をもとに、図示しない数値制御装置により制御されるサーボモータにより駆動され、テーブル3に対する主軸頭2の相対的な位置が制御される。被加工物をテーブル3に固定し、主軸頭2の主軸2aに工具を装着して回転させ、工具を被加工物に干渉させながら所望の動作をさせることで、被加工物を任意の形状に加工する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of a 3-axis vertical machining center as an example of a machine tool.
The spindle head 2 is a straight axis and can move with two translational degrees of freedom by the X-axis and the Z-axis which are orthogonal to each other. The table 3 is a straight axis and can move with one translational degree of freedom by the Y axis orthogonal to the X and Z axes. Therefore, the spindle head 2 has three translational degrees of freedom with respect to the table 3. Each axis is provided with a position detector (not shown), and each axis is driven by a servomotor controlled by a numerical control device (not shown) based on the detection value of each position detector, and is a main axis with respect to the table 3. The relative position of the head 2 is controlled. The work piece is fixed to the table 3, a tool is attached to the main shaft 2a of the spindle head 2, and the work piece is rotated, and the work piece is made to have an arbitrary shape while interfering with the work piece. Process.

図2は、第1の発明の反転誤差計測方法のフローチャートを示している。
ステップS1において、図3に示すように、先端が球形状のスタイラス12を備えたタッチプローブ11を主軸2aに装着する。
タッチプローブ11は、スタイラス12が対象物に接触すると信号を出力する装置であり、対象物に接触した際に信号を出力し、数値制御装置がその信号を検知して、信号を受けた時点もしくは遅れを考慮した時点での直進軸の位置検出器の検出位置を取得することで、対象物の位置を計測することができる。
ステップS2において、基準球13をテーブル3の上に設置する。なお、図1の工作機械とは異なり、テーブル3が固定され、主軸頭2が3つの直進軸により並進3自由度動作する工作機械の場合は、基準球13はテーブル3に固定せず別の構造体に設置されていてもよい。
FIG. 2 shows a flowchart of the inversion error measuring method of the first invention.
In step S1, as shown in FIG. 3, a touch probe 11 having a stylus 12 having a spherical tip is attached to the spindle 2a.
The touch probe 11 is a device that outputs a signal when the stylus 12 comes into contact with an object, outputs a signal when the stylus 12 comes into contact with the object, and when the numerical control device detects the signal and receives the signal, or The position of the object can be measured by acquiring the detection position of the position detector of the straight axis at the time when the delay is taken into consideration.
In step S2, the reference sphere 13 is installed on the table 3. In the case of a machine tool in which the table 3 is fixed and the spindle head 2 operates with three translational degrees of freedom by three linear axes, unlike the machine tool of FIG. 1, the reference ball 13 is not fixed to the table 3 and is different. It may be installed in the structure.

次に、ステップS3において、基準球13にタッチプローブ11のスタイラス12の先端球を接触させる際に同一点で接触するよう主軸2aを割り出す。例えば、図4に示すように、基準球13の中心を通り、X,Y軸が成すX−Y平面において、タッチプローブ11を基準球13に接触させることを考える。スタイラス12−1aは、X軸プラス方向から基準球13の中心に向かってアプローチして接触させる場合であり、スタイラス12−1aの先端球内の白丸マーカに基準球13が接触するよう主軸2aの角度を180°に割り出す。
ここで、タッチプローブ11には、主軸2aに対しての振れ回りや、センサ特性の異方性があるため、主軸2aの角度を固定して計測を行うと、接触させる方向によって制御の基準となる主軸2aの回転中心と接触点との間の距離が異なる。この距離のばらつきは後述の反転誤差の同定演算に悪影響を及ぼすため、スタイラス12の先端球の常に同じ点で対象物と接触するように主軸2aを割り出すことで、主軸2aの回転中心と接触点との間の距離を一定にしている。
Next, in step S3, the spindle 2a is determined so that when the tip sphere of the stylus 12 of the touch probe 11 is brought into contact with the reference sphere 13, they come into contact with each other at the same point. For example, as shown in FIG. 4, it is considered that the touch probe 11 is brought into contact with the reference sphere 13 in the XY plane formed by the X and Y axes passing through the center of the reference sphere 13. The stylus 12-1a is a case where the stylus 12-1a approaches and contacts the center of the reference sphere 13 from the plus direction of the X-axis, and the stylus 12-1a has a spindle 2a so that the reference sphere 13 contacts the white circle marker in the tip sphere of the stylus 12-1a. Determine the angle to 180 °.
Here, since the touch probe 11 has a swing with respect to the main shaft 2a and anisotropy of the sensor characteristics, when the measurement is performed with the angle of the main shaft 2a fixed, it becomes a control reference depending on the contact direction. The distance between the center of rotation of the main shaft 2a and the contact point is different. Since this variation in distance adversely affects the inversion error identification calculation described later, the spindle 2a is determined so that the tip sphere of the stylus 12 always contacts the object at the same point, so that the rotation center and the contact point of the spindle 2a are always in contact with each other. The distance between them is constant.

次に、ステップS4において、タッチプローブ11を基準球13に接触させ、接触時の直進軸の位置検出器の検出値を取得する(S3,S4:第1計測ステップ)。ここで、図4のようにスタイラス12の先端球の白丸マーカ付近が基準球13に接触する。
ステップS5において、ステップS3での主軸角度に対して180°の角度に主軸2aを割り出す。図4の12−1aに対して、12−1bのように主軸角度を0°に割り出す。
ステップS6において、タッチプローブ11を基準球13に接触させ、接触時の直進軸の位置検出器の検出値を取得する。図4の12−1bの場合、X軸マイナス方向から基準球13の中心に向かってアプローチして接触させる(S5,S6:第2計測ステップ)。
ステップS7において、所定のアプローチ方向からの計測が全て終了したかを判定し、終了していない場合はアプローチ方向を変えてステップS3からS6を実行する。
例えば、図4の場合、X軸に対して45°(θ)の方向である12−2aと12−2b、X軸に対して90°方向(θ)すなわちY軸と平行の12−3aと12−3b、X軸に対して135°(θ)の方向である12−4aと12−4bの計測を行う。ここで、どのような順番で計測してもよく、例えば、12−1a、12−2a、・・12−4bのように反時計回りに計測するなどでもよい。
ステップS8において、ステップS4、S6の計測結果を用いて直進軸の反転誤差を同定する(反転誤差同定ステップ)。図4の計測の場合、X軸とY軸との反転誤差を同定できる。
Next, in step S4, the touch probe 11 is brought into contact with the reference sphere 13, and the detection value of the position detector of the straight axis at the time of contact is acquired (S3, S4: first measurement step). Here, as shown in FIG. 4, the vicinity of the white circle marker on the tip sphere of the stylus 12 comes into contact with the reference sphere 13.
In step S5, the spindle 2a is determined at an angle of 180 ° with respect to the spindle angle in step S3. With respect to 12-1a in FIG. 4, the spindle angle is calculated to 0 ° as shown in 12-1b.
In step S6, the touch probe 11 is brought into contact with the reference sphere 13, and the detection value of the position detector of the straight axis at the time of contact is acquired. In the case of 12-1b of FIG. 4, the approach is made from the minus direction of the X-axis toward the center of the reference sphere 13 (S5, S6: second measurement step).
In step S7, it is determined whether all the measurements from the predetermined approach direction have been completed, and if not, the approach direction is changed and steps S3 to S6 are executed.
For example, in the case of FIG. 4, 12-2a and 12-2b, which are 45 ° (θ 2 ) directions with respect to the X axis, and 12-, which is 90 ° direction (θ 3 ) with respect to the X axis, that is, parallel to the Y axis. Measurements are performed on 3a and 12-3b, and 12-4a and 12-4b in the direction of 135 ° (θ 4) with respect to the X axis. Here, the measurement may be performed in any order, for example, measurement may be performed counterclockwise as in 12-1a, 12-2a, ... 12-4b.
In step S8, the inversion error of the straight axis is identified by using the measurement results of steps S4 and S6 (inversion error identification step). In the case of the measurement of FIG. 4, the inversion error between the X-axis and the Y-axis can be identified.

ステップS8におけるX軸とY軸との反転誤差の計算方法について説明する。
図4における12−1aと12−1bとの接触での計測について考える。この計測を方向1計測と呼ぶ。
12−1aの接触で取得したX,Y,Z軸の検出値を(Xa1,Ya1,Za1)、12−1bの接触で取得したX,Y,Z軸の検出値を(Xb1,Yb1,Zb1)とし、アプローチ方向のベクトルを(Vx1,Vy1,Vz1)とすると、方向1計測におけるアプローチ方向の幅W1(図5)は、次の数1から得られる。
[数1]
W1=(Xa1−Xb1)*Vx1+(Ya1−Yb1)*Vy1+(Za1−Zb1)*Vz1
The calculation method of the inversion error between the X-axis and the Y-axis in step S8 will be described.
Consider the measurement at the contact between 12-1a and 12-1b in FIG. This measurement is called direction 1 measurement.
The X, Y, Z-axis detection values acquired by the contact of 12-1a (Xa1, Ya1, Za1), and the X, Y, Z-axis detection values acquired by the contact of 12-1b (Xb1, Yb1, Zb1). ), And the vector of the approach direction is (Vx1, Vy1, Vz1), the width W1 (FIG. 5) of the approach direction in the direction 1 measurement can be obtained from the following equation 1.
[Number 1]
W1 = (Xa1-Xb1) * Vx1 + (Ya1-Yb1) * Vy1 + (Za1-Zb1) * Vz1

方向1計測のアプローチ方向はX軸と平行であるため、アプローチ方向ベクトルは(1,0,0)であり、幅W1は次の数2となる。
[数2]
W1=Xa1−Xb1
Since the approach direction of the direction 1 measurement is parallel to the X axis, the approach direction vector is (1,0,0), and the width W1 is the following equation 2.
[Number 2]
W1 = Xa1-Xb1

ここで、幅W1に含まれるX軸の反転誤差について述べる。
図5は、X軸に反転誤差がない場合の方向1計測の模式図である。X軸プラス方向からスタイラス12−1aが基準球13に接触した際、制御の基準となる主軸中心線を通る制御点22aは、位置検出器の検出位置21aと一致している。ここで、主軸2aを180°に割り出した接触点と主軸中心間の距離をrとする。
次に、X軸マイナス方向からスタイラス12−1bが基準球13に接触した際、制御の基準となる主軸中心線を通る制御点22bは、位置検出器の検出位置21bと一致している。主軸を0°に割り出すことで、接触点と主軸中心間の距離はrであり、基準球13の直径をDとすると、W1は次の数3となる。
[数3]
W1=D+2r
Here, the inversion error of the X-axis included in the width W1 will be described.
FIG. 5 is a schematic view of direction 1 measurement when there is no inversion error on the X-axis. When the stylus 12-1a comes into contact with the reference sphere 13 from the X-axis plus direction, the control point 22a passing through the main axis center line, which is the control reference, coincides with the detection position 21a of the position detector. Here, let r be the distance between the contact point obtained by determining the spindle 2a at 180 ° and the center of the spindle.
Next, when the stylus 12-1b comes into contact with the reference sphere 13 from the minus direction of the X-axis, the control point 22b passing through the main axis center line, which is the control reference, coincides with the detection position 21b of the position detector. By determining the spindle at 0 °, the distance between the contact point and the center of the spindle is r, and if the diameter of the reference sphere 13 is D, W1 becomes the following number 3.
[Number 3]
W1 = D + 2r

一方、図6は、X軸に反転誤差がある場合の方向1計測の模式図である。反転誤差をプラス方向に動作した際に発生する誤差とすると、X軸プラス方向の接触では図5と同様に制御点22aと検出位置21aとが一致している。しかし、X軸マイナス方向の接触では、検出位置21b’は制御点22bに対して反転誤差δxだけ遅れる。このため、反転誤差がある場合の幅W1’は、次の数4となる。
[数4]
W1’=D+2r−δx
On the other hand, FIG. 6 is a schematic view of direction 1 measurement when there is an inversion error on the X-axis. Assuming that the inversion error is an error that occurs when operating in the positive direction, the control point 22a and the detection position 21a coincide with each other in the contact in the positive direction of the X-axis as in FIG. However, in the contact in the minus direction of the X-axis, the detection position 21b'delays the control point 22b by the inversion error δx. Therefore, the width W1'when there is an inversion error is the following equation 4.
[Number 4]
W1'= D + 2r-δx

このようにアプローチ方向の幅の計測値に反転誤差が含まれる。しかし、接触点と主軸中心間の距離rには主軸2aの振れ回り量、センサ特性の異方性、センサ信号出力遅れによるスタイラスの倒れなどが含まれるため、rの正確な値を把握することは困難である。よって、以降の手法で反転誤差のみを取り出す。
複数のアプローチ方向で計測を行った結果から、それぞれのアプローチ方向の幅を求める。方向i計測(i=1,2,3,4)で取得したX,Y,Z軸の検出値をそれぞれ(Xai,Yai,Zai)、(Xbi,Ybi,Zbi)、アプローチ方向ベクトルを(Vxi,Vyi,Vzi)とすると、方向i計測のアプローチ方向の幅Wiは、次の数5から得られる。
[数5]
Wi=(Xai−Xbi)*Vxi+(Yai−Ybi)*Vyi+(Zai−Zbi)*Vzi
図4の各計測のアプローチ方向をXY平面におけるX軸からの角度θiで表すと、方向i計測のアプローチ方向ベクトルの各成分は、次の数6となる。
[数6]
Vxi=cosθi
Vyi=sinθi
Vzi=0
In this way, the measured value of the width in the approach direction includes the inversion error. However, since the distance r between the contact point and the center of the spindle includes the amount of swing of the spindle 2a, the anisotropy of the sensor characteristics, and the tilt of the stylus due to the delay in sensor signal output, it is necessary to grasp the accurate value of r. It is difficult. Therefore, only the inversion error is extracted by the following method.
From the results of measurement in multiple approach directions, the width of each approach direction is obtained. The X, Y, and Z axis detection values acquired by the direction i measurement (i = 1, 2, 3, 4) are (Xai, Yai, Zai), (Xbi, Ybi, Zbi), and the approach direction vector is (Vxi). , Vyi, Vzi), the width Wi in the approach direction of the direction i measurement can be obtained from the following equation 5.
[Number 5]
Wi = (Xai-Xbi) * Vxi + (Yai-Ybi) * Vyi + (Zai-Zbi) * Vzi
When the approach direction of each measurement in FIG. 4 is represented by the angle θi from the X axis in the XY plane, each component of the approach direction vector of the direction i measurement is the following equation 6.
[Number 6]
Vxi = cosθi
Vyi = sinθi
Vzi = 0

数6を数5に代入すると、方向i計測のアプローチ方向の幅Wiは、次の数7となる。
[数7]
Wi=(Xai−Xbi)*cosθi+(Yai−Ybi)*sinθi
得られたn個(本例ではn=4)のWiを用いて次の数8からX軸の反転誤差δx、Y軸の反転誤差δyを求める。
Substituting the number 6 into the number 5, the width Wi in the approach direction of the direction i measurement becomes the next number 7.
[Number 7]
Wi = (Xai-Xbi) * cosθi + (Yai-Ybi) * sinθi
Using the obtained n Wis (n = 4 in this example), the inversion error δx on the X-axis and the inversion error δy on the Y-axis are obtained from the following equation 8.

Figure 2021086370
Figure 2021086370

上述の計測を、Y,Z軸が成すY−Z平面、Z,X軸が成すZ−X平面について同様に行い、計測結果を用いて同様な計算方法を行うことで、それぞれY,Z軸の反転誤差、Z,X軸の反転誤差を求めることができる。
なお、本例では、基準器として球形状の基準球を用いているが、円筒ブロックなどの円形状の基準器でもよい。また、リングゲージのような内径が計測対象になる基準器でもよい。内径計測の場合はアプローチ方向が逆符号になるだけで本質的な違いはなく、同様な計算方法で反転誤差を求めることができる。
The above measurement is performed in the same manner for the YZ plane formed by the Y and Z axes and the ZX plane formed by the Z and X axes, and the same calculation method is performed using the measurement results to perform the same calculation method for the Y and Z axes, respectively. The inversion error of, and the inversion error of the Z and X axes can be obtained.
In this example, a spherical reference sphere is used as the reference device, but a circular reference device such as a cylindrical block may be used. Further, a reference device such as a ring gauge whose inner diameter is a measurement target may be used. In the case of inner diameter measurement, there is no essential difference except that the approach direction is reversed, and the inversion error can be obtained by the same calculation method.

このように、上記形態の反転誤差計測方法によれば、主軸2aに装着されたタッチプローブ11を、工作機械内に設置された基準球13(基準器)に対して所定のアプローチ方向から移動させて基準球13に接触させ、接触時の位置検出器の位置を取得する第1計測ステップと、第1計測ステップでの主軸2aの割出角度に対して180°の角度に主軸2aの角度を割り出し、第1計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させてタッチプローブ11を基準球13に接触させ、接触時の位置検出器の位置を取得する第2計測ステップと、第1計測ステップ及び第2計測ステップを複数回行い、得られた複数の検出位置から、直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、を実行する。
この構成により、高価で特殊な測定器を用いることなく、比較的安価であり、工作物や治具の機上計測のために多くの工作機械に装備されているタッチプローブ11と、基準球13とを用いて、送り軸の反転誤差を計測することができる。また、基準球13を設置するなどの簡単な作業だけで、半自動で計測を実行できるため、測定器操作のスキルがない機械操作者でも反転誤差を簡単に計測することができる。
As described above, according to the reversal error measurement method of the above embodiment, the touch probe 11 mounted on the spindle 2a is moved from a predetermined approach direction with respect to the reference ball 13 (reference device) installed in the machine tool. The angle of the spindle 2a is set to an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle 2a in the first measurement step of contacting the reference sphere 13 to acquire the position of the position detector at the time of contact and the first measurement step. The second measurement step and the first measurement step of indexing and moving the touch probe 11 from the direction opposite to the approach direction of the first measurement step to bring the touch probe 11 into contact with the reference ball 13 and acquiring the position of the position detector at the time of contact. The second measurement step is performed a plurality of times, and the reversal error identification step for identifying the reversal error of the straight axis is executed from the obtained plurality of detection positions.
With this configuration, the touch probe 11 and the reference ball 13 are relatively inexpensive and are equipped in many machine tools for on-machine measurement of workpieces and jigs without using expensive and special measuring instruments. And can be used to measure the inversion error of the feed axis. Further, since the measurement can be performed semi-automatically only by a simple operation such as installing the reference ball 13, even a machine operator who does not have the skill of operating the measuring instrument can easily measure the inversion error.

次に、X,Y,Z軸の反転誤差を同時に同定する方法について、図7のフローチャートを用いて説明する。
ステップS1,S2については図2と同じであるため説明を省略する。
ここではステップS2の後のS10において、タッチプローブ11の姿勢を所定の角度に変更する。タッチプローブ11の姿勢の変更は、主軸2aの姿勢を変化させることができる工作機械を用いる、或いはタッチプローブ11自体に姿勢を変更できる機構を設ける、或いは姿勢の異なるタッチプローブを複数用いる、などの方法があり、いずれを用いてもよい。
j番目のタッチプローブの姿勢をY軸回りの角度βj、Z軸回りの角度γjとして、タッチプローブから見てβj、γjの順番で回転させることで決定する。
1番目の姿勢として、β1=0°、γ1=0°、すなわち、タッチプローブ11がX−Y平面に垂直な姿勢で計測する。このタッチプローブの姿勢を姿勢1と呼ぶ。姿勢1の計測は上述のX−Y平面での計測と同じものであり、ステップS3からS7は同じであるため説明を省略する。
Next, a method of simultaneously identifying the inversion errors of the X, Y, and Z axes will be described with reference to the flowchart of FIG. 7.
Since steps S1 and S2 are the same as those in FIG. 2, description thereof will be omitted.
Here, in S10 after step S2, the posture of the touch probe 11 is changed to a predetermined angle. To change the posture of the touch probe 11, a machine tool capable of changing the posture of the spindle 2a is used, or the touch probe 11 itself is provided with a mechanism capable of changing the posture, or a plurality of touch probes having different postures are used. There is a method, and any of them may be used.
The posture of the j-th touch probe is determined by rotating βj and γj in this order when viewed from the touch probe, with the angle βj around the Y-axis and the angle γj around the Z-axis.
As the first posture, β1 = 0 ° and γ1 = 0 °, that is, the posture in which the touch probe 11 is perpendicular to the XY plane is measured. The posture of this touch probe is called posture 1. Since the measurement of the posture 1 is the same as the measurement on the XY plane described above and the steps S3 to S7 are the same, the description thereof will be omitted.

S7で全方向の計測が完了した後、ステップS11において、所定の姿勢での計測が全て終了したかを判定し、終了していない場合はS10へ戻り、タッチプローブの姿勢を変えてステップS3からS7を実行する(第3、第4計測ステップ)。
例えば、2番目の姿勢としてβ2=90°、γ2=0°とし、図8のようにZ−X平面で4つの方向の計測を行う。
ステップS12において、複数の姿勢、方向の計測結果を用いてX軸,Y軸,Z軸の反転誤差を同定する。
After the measurement in all directions is completed in S7, in step S11, it is determined whether all the measurements in the predetermined postures are completed. If not, the process returns to S10, the posture of the touch probe is changed, and the steps S3 are started. Execute S7 (third and fourth measurement steps).
For example, β2 = 90 ° and γ2 = 0 ° are set as the second posture, and measurement is performed in four directions on the ZX plane as shown in FIG.
In step S12, the inversion errors of the X-axis, Y-axis, and Z-axis are identified by using the measurement results of the plurality of postures and directions.

ステップS12におけるX,Y,Z軸の反転誤差を同時に計算する方法について説明する。
m個の姿勢でそれぞれn個の方向で計測を行った場合、姿勢j(j=1,2・・m)での方向i計測(i=1,2・・n)で取得される検出値を(Xaji,Yaji,Zaji)、(Xbji,Ybji,Zbji)とし、各計測のアプローチ方向ベクトルを(Vxji,Vyji,Vzji)とすると、各アプローチ方向の幅Wjiは、次の数9で求める。
[数9]
Wji=(Xaji−Xbji)*Vxji+(Yaji−Ybji)*Vyji+(Zaji−Zbji)*Vzji
姿勢jの方向i計測の角度をθjiとするとアプローチ方向ベクトルの各成分は次の数10となる。
[数10]
Vxji=cosθji*cosβj*cosγj−sinθi*sinγj
Vyji=cosθji*cosβj*sinγj+sinθi*cosγj
Vzji=−cosθi*sinβj
A method of simultaneously calculating the inversion error of the X, Y, and Z axes in step S12 will be described.
When measurement is performed in n directions in each of m postures, the detected values acquired in the direction i measurement (i = 1, 2, ... n) in the posture j (j = 1, 2, ... m). Is (Xaji, Yaji, Zaji), (Xbji, Ybji, Zbji), and the approach direction vector of each measurement is (Vxji, Vyji, Vzji), the width Wji of each approach direction is obtained by the following equation 9.
[Number 9]
Wji = (Xaji-Xbji) * Vxji + (Yaji-Ybji) * Vyji + (Zaji-Zbji) * Vzji
Assuming that the angle of the direction i measurement of the posture j is θji, each component of the approach direction vector has the following number tens.
[Number 10]
Vxji = cosθji * cosβj * cosγj−sinθi * sinγj
Vyji = cosθji * cosβj * sinγj + sinθi * cosγj
Vzji = −cosθi * sinβj

得られたm×n個のWjiを用いて次の数11からX軸の反転誤差δx、Y軸の反転誤差δy、Z軸の反転誤差δzを求める。 Using the obtained m × n Wjis, the inversion error δx on the X-axis, the inversion error δy on the Y-axis, and the inversion error δz on the Z-axis are obtained from the following equation 11.

Figure 2021086370
Figure 2021086370

姿勢jでの接触点と主軸中心間の距離をrjとした場合、次の数12で反転誤差を求める。 Assuming that the distance between the contact point in the posture j and the center of the spindle is rj, the inversion error is obtained by the following equation 12.

Figure 2021086370
Figure 2021086370

このように、上記形態の反転誤差計測方法によれば、第1、第2計測ステップに加えて、第1計測ステップにおけるタッチプローブ11の姿勢とは異なる姿勢にタッチプローブ11を傾斜させ、第1計測ステップにおいて基準球13に対して接触したタッチプローブ11の点が所定のアプローチ方向になるように主軸2aの角度を割り出し、当該アプローチ方向からタッチプローブ11を移動させて基準球13に接触させ、接触時の位置検出器の位置を取得する第3計測ステップと、第3計測ステップにおけるタッチプローブ11の姿勢のまま、第3計測ステップの主軸2aの割出角度に対して180°の角度に主軸2aの角度を割り出し、第3計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向からタッチプローブ11を基準球13に接触させて、接触時の位置検出器の位置を取得する第4計測ステップと、を実行するようになっている。
この構成により、3つの直進軸X,Y,Z軸での反転誤差を同時に同定することができる。
As described above, according to the reversal error measurement method of the above embodiment, in addition to the first and second measurement steps, the touch probe 11 is tilted to a posture different from the posture of the touch probe 11 in the first measurement step, and the first step is performed. In the measurement step, the angle of the spindle 2a is determined so that the point of the touch probe 11 in contact with the reference sphere 13 is in the predetermined approach direction, and the touch probe 11 is moved from the approach direction to come into contact with the reference sphere 13. The spindle at an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle 2a in the third measurement step while maintaining the postures of the touch probe 11 in the third measurement step for acquiring the position of the position detector at the time of contact and the third measurement step. The fourth measurement step of determining the angle of 2a, bringing the touch probe 11 into contact with the reference sphere 13 from the direction opposite to the approach direction of the third measurement step, and acquiring the position of the position detector at the time of contact is executed. It is designed to do.
With this configuration, inversion errors on the three straight axes X, Y, and Z axes can be identified at the same time.

なお、本発明は、上記形態の立形マシニングセンタに限らず、横形マシニングセンタ等の他の工作機械にも適用可能である。 The present invention is applicable not only to the above-described vertical machining center but also to other machine tools such as a horizontal machining center.

1・・ベッド、2・・主軸頭、2a・・主軸、3・・テーブル、11・・タッチプローブ、12・・スタイラス、13・・基準球。 1 ... bed, 2 ... spindle head, 2a ... spindle, 3 ... table, 11 ... touch probe, 12 ... stylus, 13 ... reference sphere.

Claims (8)

工具を装着して回転可能な主軸と、3つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第1計測ステップと、
前記第1計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して180°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第1計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第2計測ステップと、
前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップをアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、
を実行することを特徴とする工作機械の反転誤差計測方法。
Error measurement for identifying the reversal error of the straight shaft in a machine tool having a spindle that can be rotated by mounting a tool, three or more straight shafts, and a position detector that detects the position of each of the straight shafts. It ’s a method,
The touch probe mounted on the spindle is moved from a predetermined approach direction to the reference device installed in the machine tool and brought into contact with the reference device to acquire the position of the position detector at the time of contact. The first measurement step and
The angle of the spindle is determined at an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle in the first measurement step, and the touch probe is moved from the direction opposite to the approach direction of the first measurement step. The second measurement step of contacting the reference device and acquiring the position of the position detector at the time of contact, and
A reversal error identification step for identifying the reversal error of the straight axis from the obtained plurality of detection positions by performing the first measurement step and the second measurement step a plurality of times with different approach directions.
A method for measuring the inversion error of a machine tool, which is characterized by executing.
前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第1計測ステップでの検出位置と、前記第2計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて、各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする請求項1に記載の工作機械の反転誤差計測方法。 In the inversion error identification step, each of the approaches is used by using the detection position in the first measurement step obtained for each approach direction, the detection position in the second measurement step, and the vector of the approach direction. The method for measuring a reversal error of a machine tool according to claim 1, wherein the width between the detection positions in each direction is calculated, and the reversal error is obtained based on the calculated width in each approach direction. 前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップを少なくとも3つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも2つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする請求項1又は2に記載の工作機械の反転誤差計測方法。 Claim 1 is characterized in that at least two inversion errors of the straight axis are identified from a plurality of detection positions obtained by performing the first measurement step and the second measurement step in at least three directions. Or the method for measuring the reversal error of a machine tool according to 2. 前記基準器が円もしくは球形状であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の工作機械の反転誤差計測方法。 The method for measuring a reversal error of a machine tool according to any one of claims 1 to 3, wherein the reference device has a circular or spherical shape. 工具を装着して回転可能な主軸と、3つ以上の直進軸と、前記直進軸それぞれの位置を検出する位置検出器と、を有する工作機械において、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差計測方法であって、
前記主軸に装着されたタッチプローブを、前記工作機械内に設置された基準器に対して所定のアプローチ方向から移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記検出器の位置を取得する第1計測ステップと、
前記第1計測ステップでの前記主軸の割出角度に対して180°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第1計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から移動させて前記タッチプローブを前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第2計測ステップと、
前記第1計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢とは異なる姿勢に前記タッチプローブを傾斜させ、前記第1計測ステップにおいて前記基準器に対して接触した前記タッチプローブの点が所定のアプローチ方向になるように前記主軸の角度を割り出し、当該アプローチ方向から前記タッチプローブを移動させて前記基準器に接触させ、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第3計測ステップと、
前記第3計測ステップにおける前記タッチプローブの姿勢のまま、前記第3計測ステップの前記主軸の割出角度に対して180°の角度に前記主軸の角度を割り出し、前記第3計測ステップのアプローチ方向に対して反対方向から前記タッチプローブを前記基準器に接触させて、接触時の前記位置検出器の位置を取得する第4計測ステップと、
前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップと、前記第3計測ステップ及び前記第4計測ステップとをそれぞれアプローチ方向を変えて複数回行い、得られた複数の検出位置から、前記直進軸の反転誤差を同定する反転誤差同定ステップと、
を実行することを特徴とする工作機械の反転誤差計測方法。
In a machine tool having a spindle that can be rotated by mounting a tool, three or more straight shafts, and a position detector that detects the position of each of the straight shafts, a reversal error that identifies the reversal error of the straight shaft. It ’s a measurement method,
A touch probe mounted on the spindle is moved from a predetermined approach direction to a reference device installed in the machine tool and brought into contact with the reference device to acquire the position of the detector at the time of contact. 1 measurement step and
The angle of the spindle is determined at an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle in the first measurement step, and the touch probe is moved from the direction opposite to the approach direction of the first measurement step. The second measurement step of contacting the reference device and acquiring the position of the position detector at the time of contact, and
The touch probe is tilted to a posture different from the posture of the touch probe in the first measurement step so that the point of the touch probe in contact with the reference device in the first measurement step is in a predetermined approach direction. The third measurement step of determining the angle of the spindle, moving the touch probe from the approach direction to bring it into contact with the reference device, and acquiring the position of the position detector at the time of contact.
With the posture of the touch probe in the third measurement step, the angle of the spindle is calculated at an angle of 180 ° with respect to the indexing angle of the spindle in the third measurement step, and the angle of the spindle is determined in the approach direction of the third measurement step. In the fourth measurement step, the touch probe is brought into contact with the reference device from the opposite direction to acquire the position of the position detector at the time of contact.
The first measurement step and the second measurement step, and the third measurement step and the fourth measurement step are performed a plurality of times with different approach directions, and the straight axis is reversed from the obtained plurality of detection positions. Inversion error identification step to identify the error and
A method for measuring the inversion error of a machine tool, which is characterized by executing.
前記反転誤差同定ステップでは、各前記アプローチ方向毎に得られる前記第1計測ステップでの検出位置と、前記第2計測ステップでの検出位置と、前記第3計測ステップでの検出位置と、前記第4計測ステップでの検出位置と、前記アプローチ方向のベクトルとを用いて、各前記アプローチ方向での前記検出位置間の幅をそれぞれ算出し、算出した各前記アプローチ方向の幅に基づいて前記反転誤差を求めることを特徴とする請求項5に記載の工作機械の反転誤差計測方法。 In the inversion error identification step, the detection position in the first measurement step obtained for each approach direction, the detection position in the second measurement step, the detection position in the third measurement step, and the first. Using the detection position in the four measurement steps and the vector in the approach direction, the width between the detection positions in each approach direction is calculated, and the inversion error is calculated based on the calculated width in each approach direction. The reversal error measuring method for a machine tool according to claim 5, wherein the method is obtained. 前記第1計測ステップ及び前記第2計測ステップを少なくとも3つの方向に対して行い、前記第3計測ステップ及び前記第4計測ステップを少なくとも2つの方向に対して行って得られた複数の検出位置から、少なくとも3つの前記直進軸の反転誤差を同定することを特徴とする請求項5又は6に記載の工作機械の反転誤差計測方法。 From a plurality of detection positions obtained by performing the first measurement step and the second measurement step in at least three directions and performing the third measurement step and the fourth measurement step in at least two directions. The method for measuring a reversal error of a machine tool according to claim 5 or 6, wherein at least three reversal errors of the straight axis are identified. 前記基準器が球形状であることを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載の工作機械の反転誤差計測方法。 The method for measuring a reversal error of a machine tool according to any one of claims 5 to 7, wherein the reference device has a spherical shape.
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